请问有没有研究空间电荷的,如何减小材料的空间电荷

聚合物绝缘中空间电荷的形成机理和抑制方法 屠德民  尹毅  党智敏

（西安交通大学  710049）

主题词：聚合物绝缘  空间电荷  介电性能
项目批准号：59777001
成果简介：
　  系统地研究了聚乙烯和交联聚乙烯绝缘在不同老化程度下和不同电场强度下，空间电荷的分布情况，查明了在低电场强度下空间电荷来源于杂质的电离，在高电场强度下空穴注入作用明显。通过添加填料、极性聚合物和新成核剂，达到了减少空间电荷的目的。并研究了空间电荷对试样介电强度的影响，提出了提高绝缘介电强度的方法。
    1. 理论成果部分:
    a. 通过空间电荷分布、热激励电流谱和热激励发光谱三种测量，查明了聚乙烯和含有自由基清除剂的聚乙烯试样在电老化过程中，空间电荷分布与分子运动变化的关系，电老化增加了各种能级上的陷阱密度、增加了分子链和链段的运动、陷阱的活化能。陷阱总数和复合中心总数随着老化时间的增加而线性增加；在未老化试样中，空间电荷来源於杂质的电离，异极电荷对电场的增强作用，又促使同极电荷的发射，三种联合测量的试验结果表明，用自由基清除剂可以抑制聚乙烯电老化过程中较深能级陷阱的产生，但对抑制复合中心的作用不明显。
    b. 查明了聚乙烯试样中空间电荷、电树枝和水树枝三者之间的关系，确定了空间电荷可以作为衡量材料抗电树和水树性能的参数，为建立无损检测找到了理论根据。
    2. 应用研究成果:
    a.  国外制造超高压直流电力电缆在塑料绝缘中添加无机填料消除空间电荷，本项目除使用 BaTiO3之外，还选用了分子结构和聚乙烯相似的聚合物作为空间电荷抑制剂，当EAA 含量为1%，可提高聚乙烯正负极性预压短路电树的50%起始电压分别为11.9% 和14.6%；提高交联聚乙烯正负极性预压短路电树的50%起始分电压别10.2%和19.6%；在 4kV工频电压下，使聚乙烯水树起始率由70%降低到零、使交联聚乙烯水树起始率由80% 降低到5%.为研制国产耐水树枝的交联聚乙烯电缆料提供了配方。
    b. 首次用成核剂——三梨糖醇减少聚乙烯中的空间电荷，并确定最佳含量为0.2%，短路后所有的空间电荷都能消失，三梨糖醇不但能使球晶尺寸减小，还能使链的端基从结晶区排斥出来，进入无定形区，使杂质分布均匀，有望开发一种新的超高压直流电缆料。

空间电荷主要与电场强度、加压时间及温度有关。形成原因主要是材料的陷阱作用造成的。抑制方法一般是将材料改性，材料中加入纳米级的其它材料。现今比较常用的空间电荷测量方法为电声脉冲发。